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物联网(IoT)的未来可能取决于售价不到50美分的芯片?
2017年11月08日 作者: 暂无评论 163+ 0

物联网(IoT)需要售价不到50美分的芯片才有机会放量?但如何让搭配新型内存、连接性与传感器的IoT芯片降低成本与功耗,以及扩展所需要的规模,这仍有待进一步探索。

物联网(IoT)的未来可能取决于售价不到50美分的芯片?IoT

根据最近在ARM年度科技论坛ARM TechCon一场专题讨论上的技术专家表示,未来的物联网芯片需要搭配新型的内存、连接性与传感器等功能,才能扩展至物联网所需要的规模。

然而,实现这一目标的道路仍不明朗。 当今的静态随机存取内存(SRAM)和闪存(flash)、蓝牙接口和传感器等组件消耗了太多的功率,到了2027年时将无法满足大量的IoT节点要求,因此,参与专题讨论的技术专家们分别提出了几种可能的的替代方案。 ARM无线部门软件总监Jason Hillyard说,在理想的情况下,2027年,终端节点SoC将仅消耗10微瓦(uW/MHz)功率,用无线传送数据时仅耗电1或2毫瓦(mW)。他还提出了‘slideware SoC’新架构,采用适于其能量采集电源打造的次阈值电路。 ARM资深首席研究工程师Lucian Shifren表示,实现这种装置的最大问题就在于缺乏适当的内存。

ARM认为,新型内存仍无法达到IoT的功耗和成本要求IoT

Shifren说:“内存的能量是未来发展的主要问题。大家都十分看好可变电阻式随机存取内存(ReRAM)和自旋力矩转移磁阻式随机存取内存(STT-MRAM)能取代SRAM和flash,但我认为没有一个能真正实现……,而且也看不到有任何可行的替代方案”。他指出,STT极其昂贵,而且在写入时的能耗太高,而ReRAM和相变内存替代方案则是使用了相对较高的电压。 ARM技术官Mike EE Muller在接受《EE Times》的采访时表示,ARM采用来自学术研究的新式内存制造测试芯片,然而,他并未透露有关该测试芯片的任何成果。 Muller说:“理想上它是一种非挥发性、低功耗的设计,有利于逻辑和内存组件…预计未来将会出现更多的内存,但并不至于取代flash。” 同时,Ambiq Micro技术官Scott Hanson指出,基于次阈值电路的微控制器(MCU)已经达到内存极限了。他说:“有一些实际情况是就算想在本地写入大量资料,目前也还无法实现。”

预计在2027年,物联网芯片必须能彻底在功耗和成本方面写下新低点IoT

1mW能量采集 在无线方面,Hillyard预计,在2022年以前将会出现一项新标准,最终将能以相当于目前蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy;BLE)约十分之一的功率级运作。他解释说,BLE从40mW功耗开始,即是原始蓝牙功耗的十分之一。 他问道,“如果我们能再次展现飞跃式进展,让功率再降低一个数量级达到1mW甚至更低呢?预计它将超越CMOS的演进。” ARM无线技术资深总监Frank Martin说,未来将会需要一项新的无线电标准,它可能执行于新的频段——经过10年的努力之后。他说,新的规格必须因应能量采集器产生持续低功率的需要,而不是依靠当今以电池驱动的无线电,在长时间的睡眠周期之间发送短波数据。 Muller说:“很多人都在讨论针对物联网的新无线电标准,但至今尚未具体成形,主要的问题就是能从何处权衡折衷。实际上存在大约1-2公尺的邻近性…但这一领域尚未成为主流,”他指出其他人更着重于较低带宽。

ARM认为,现在正是导入功耗降至蓝牙1/10的新无线技术时机IoT

同时,Integra Devices技术官Mark Bachman表示,传感器方面也开始探索新的材料和设计技术,以便能进一步降低功耗、缩小尺寸与增加功能。 Bachman说:“大多数的传感器并不容易以芯片制造…因而难以整合。我们则采用封装技术制造一部分传感器,使得该封装成为内含芯片的传感器。” 用于监控工业马达的动作传感器需要内建智能功能,才能在节点上分析无法实际传送到云端的大量数据。另一方面,Integra也致力于打造传统的零功率传感器,其中一些传感器可经由远程摄影机检测到颜色变化,从而回报告温度的改变。 Intera目前采用动能(kinetic energy)来开发传感器,目前用于采集高达10mW的能量,有些是从水或气流中采集能量。长期来看,他说:“我们从根本上就需要新的能量采集器,但其价格必须与采用电池相当,而且可持续更长10倍的使用效能。”

原文地址:http://www.eeboard.com/news/wulianwang-7/

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